ارائه بهترین روش‌های پالایشی جهت رسوبات آلوده به کادمیوم با استفاده از مدل ترکیبی FVIKOR و FAHP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه مهندسی محیط زیست، پردیس بین المللی کیش، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

امروزه آلودگی رسوبات و منابع آبی به فلزات سنگین به‌ویژه کادمیوم به دلیل سمیّت بالا، صدمات شدیدی را بر سلامت انسان و سایر موجودات وارد می نمایند. پاک‌سازی رسوبات آلوده به کادمیوم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده و مطالعات گسترده ای بر روی انواع روش‌های پالایشی انجام گرفته است. با توجه به اینکه هریک از روش های پالایشی مزایا و معایب خاص خود را به همراه دارند، انتخاب تکنیک پاک‌سازی مطلوب بر اساس شرایط جغرافیایی، اقتصادی، اجتماعی و همچنین محدودیت‌های موجود، نه تنها چالش برانگیز بوده بلکه نقشی اساسی در میزان موفقیت روش پالایشی در مرحله اجرا ایفا می نماید. در پژوهش حاضر از مدل تصمیم گیری چندمعیاره و تحلیل سلسله مراتبی فازی استفاده شده است. در این فرآیند روش‌ها و شاخص‌های مهم بر اساس ادبیات موضوع و با کمک از متخصصین درزمینه پاک‌سازی‌های زیست‌محیطی مشخص گردیده و توسط مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) وزن دهی شد. بر اساس وزن دهی های صورت گرفته توسط FAHP هزینه به‌عنوان مهم ترین شاخص با ۴۶% سهم ، در دسترس بودن تکنولوژی ۳۹%، پتانسیل بازیابی آلاینده ۹% و زمان ۶% شاخص‌های اصلی تصمیم‌گیری تعیین شدند. همچنین، با استفاده از مدل تصمیم گیری چند شاخصه فازی ویکور (FVIKOR) برترین گزینه ها جهت پاکسازی رسوبات آلوده به کادمیوم مشخص گردیدند. برترین گزینه‌ها جهت پاک‌سازی رسوبات آلوده به کادمیوم در ابتدا روش جذب با استفاده از جاذب های زیستی (۰٫۲۰۵=R و۰٫۲۷۴=S و۰٫۰۰۲=Q) و سپس الکتروکینتیک (۰٫۲۱۴=R و ۰٫۲۷۱=S و ۰٫۰۰۵=Q) به‌عنوان بهترین رویکردهای ممکن جهت پاک‌سازی رسوبات آلوده به کادمیوم در نظر گرفته شدند.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Alsalem, M. A., Zaidan, A. A., Zaidan, B. B., Hashim, M., Albahri, O. S., Albahri, A. S., Hadi, A., Mohammed, K. I. (2018) Systematic Review of an Automated Multiclass Detection and Classification System for Acute Leukaemia in Terms of Evaluation and Benchmarking, Open Challenges, Issues and Methodological Aspects. Journal of Medical Systems 42(11).
  2. Bełdowski, J., Szubska, M, Bełdowska, M., Jankowska, K., Kotlarska, E., & Graca, B. (2018) Seasonal changes of mercury speciation in the coastal sediments. Journal of Soils and Sediments, 18(12), pp. 3424–3436. doi: 10.1007/s11368-018-1993-4.
  3. Changsong, Z. (2021). Remediation techniques for cadmium-contaminated dredged river sediments after land disposal. Meitiandizhi Yu Kantan/Coal Geology and Exploration, 49(5), pp. 200–208. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.05.022.
  4. Cullen, J. T., & Maldonado, M. T. (2013) Biogeochemistry of cadmium and its release to the environment, Metal Ions in Life Sciences. doi: 10.1007/978-94-007-5179-8_2.
  5. Deng, R., Huang, D., Xue, W., Lei, L., Chen, S., Zhou, C., Liu, X., Wen, X., & Li, B. (2020) Eco-friendly remediation for lead-contaminated riverine sediment by sodium lignin sulfonate stabilized nano-chlorapatite. Chemical Engineering Journal, 397(May). doi: 10.1016/j.cej.2020.125396.
  6. De La Luz Vázquez-Sauceda, M., Pérez-Castañeda, R., Sánchez-Martínez, J., & Aguirre-Guzmán, G. (2012) Cadmium and lead levels along the estuarine ecosystem of Tigre River-San Andres Lagoon, Tamaulipas, Mexico. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 89(4): 782–85
  7. Dhamodharan, A., Abinandan, S. & Aravind, U. (2019) Distribution of Metal Contamination and Risk Indices Assessment of Surface Sediments from Cooum River , Chennai , India. International Journal of Environmental Research. doi: 10.1007/s41742-019-00222-8.
  8. Eckley, C. S., Gilmour, C. C., Janssen, S., Luxton, T. P., Randall, P. M., Whalin, L., & Austin, C. (2020) The assessment and remediation of mercury contaminated sites: A review of current approaches. Science of the Total Environment. 707, p. 136031. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.136031.
  9. Elanchezhiyan, S, S., Karthikeyan, P., Rathinam, K., Hasmath Farzana, M., & Park, C. M. (2021) Magnetic kaolinite immobilized chitosan beads for the removal of Pb(II) and Cd(II) ions from an aqueous environment. Carbohydrate Polymers, 261(October 2020), p. 117892. doi: 10.1016/j.carbpol.2021.117892.
  10. Fraiese, A., Cesaro, A., Belgiorno, V., Sanromán, M. A., Pazos, M., & Naddeo, V. (2020) Ultrasonic processes for the advanced remediation of contaminated sediments. Ultrasonics Sonochemistry, 67(May), p. 105171. doi: 10.1016/j.ultsonch.2020.105171.
  11. Gul, M. (2020) Application of Pythagorean fuzzy AHP and VIKOR methods in occupational health and safety risk assessment: the case of a gun and rifle barrel external surface oxidation and colouring unit. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics, 26(4), pp. 705–718. doi: 10.1080/10803548.2018.1492251.
  12. Hsu-Kim, H., Eckley, Chris S., Achá, D., Feng, X., Gilmour, C. C., Jonsson, S., & Mitchell, C. P.J. (2018) Challenges and opportunities for managing aquatic mercury pollution in altered landscapes. Ambio, 47(2), pp. 141–169. doi: 10.1007/s13280-017-1006-7.
  13. Knox, A. S. & Paller, M. H. (2020) Effect of bioturbation on contaminated sediment deposited over remediated sediment. Science of the Total Environment, 713, p. 136537. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.136537.
  14. Libralato, G. Minetto, D., Lofrano, G., Guida, M., Carotenuto, M., Aliberti, F., Conte, B., & Notarnicola, M. (2018) Toxicity assessment within the application of in situ contaminated sediment remediation technologies: A review. Science of the Total Environment, 621, pp. 85–94. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.11.229.
  15. Liu, Y. Chen, H., Zhu, N., Zhang, J., Li, Y., Xu, D., Gao, Y. & Zhao, J. (2022) “Detection and remediation of mercury contaminated environment by nanotechnology: Progress and challenges,” Environmental Pollution, 293, p. 118557. doi: 10.1016/J.ENVPOL.2021.118557.
  16. Losada Ros, M. T., Al-Enezi, E., Cesarini, E., Canonico, B., Bucci, C., Alves Martin, M. V., Papa, S., & Frontalini, F. (2020) Assessing the Cadmium Effects on the Benthic Foraminifer Ammonia cf. parkinsoniana: An Acute Toxicity Test. Water, pp. 1–11.
  17. Magar, V. S. & Wenning, R. J. (2006) The role of monitored natural recovery in sediment remediation. Integrated environmental assessment and management, 2(1), pp. 66–74. doi: 10.1897/1551-3793(2006)2[66:TROMNR]2.0.CO;2.
  18. O’Brien, R. M. Phelan, T. J., Smith, N. M., & Smits, K. M. (2021) Remediation in developing countries: A review of previously implemented projects and analysis of stakeholder participation efforts. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 51(12), pp. 1259–1280. doi: 10.1080/10643389.2020.1755203.
  19. Peng, W., Li, X., Liu, T., Liu, Y., Ren, J., Liang, D., & Fan, W. (2018) Biostabilization of cadmium contaminated sediments using indigenous sulfate reducing bacteria: Efficiency and process. Chemosphere, 201, pp. 697–707. doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.02.182.
  20. Peng, W., Li, X., Xiao, S., & Fan, W. (2018) Review of remediation technologies for sediments contaminated by heavy metals. Journal of Soils and Sediments, 18(4), pp. 1701–1719. doi: 10.1007/s11368-018-1921-7.
  21. Perelo, L. W. (2010) Review: In situ and bioremediation of organic pollutants in aquatic sediments. Journal of Hazardous Materials, 177(1–3), pp. 81–89. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.12.090.
  22. Pourjavad, E. & Mayorga, R. V. (2016) A Combined Fuzzy Approach to Determine Sustainable ELV Strategy A Combined Fuzzy Approach to Determine Sustainable ELV Strategy. (January).
  23. Putra, M. S. D. Andryana, S., Fauziah., Gunaryati, A. (2018) Fuzzy analytical hierarchy process method to determine the quality of gemstones. Advances in Fuzzy Systems, 2018. doi: 10.1155/2018/9094380.
  24. Salimi, A. H. Noori, A., Bonakdari, H., Samakosh, J. M., Sharifi, E., Hassanvand, M., Gharabaghi, B., & Agharazi, M. (2020) Exploring the role of advertising types on improving the water consumption behavior: An application of integrated fuzzy AHP and fuzzy VIKOR method. Sustainability (Switzerland). doi: 10.3390/su12031232.
  25. Sun, W., Cheng, K., Sun, Kevin Y., & Ma, X. (2021) Microbially Mediated Remediation of Contaminated Sediments by Heavy Metals: a Critical Review. Current Pollution Reports, 7(2), pp. 201–212. doi: 10.1007/s40726-021-00175-7.
  26. Taylor, P., Aya, Z. & R. G. (2007) An Analytic Network Process-Based Approach to Concept Evaluation in a New Product Development Environment. Journal of engineering design 18(3): 37–41.
  27. Ting, Y. & Hsi, H. (2019) Iron Sulfide Minerals as Potential Active Capping Materials for Mercury-Contaminated Sediment Remediation : A Minireview. doi: 10.3390/su11061747.
  28. Wang, C. N. et al. (2021) “A compromised decision-making approach to third-party logistics selection in sustainable supply chain using fuzzy ahp and fuzzy vikor methods,” Mathematics, 9(8). doi: 10.3390/math9080886.
  29. Wang, T. C., Jia L. L., & Chun Y. H. (2006) Multi-Criteria Decision Analysis by Using Fuzzy VIKOR. Proceedings - ICSSSM’06: 2006 International Conference on Service Systems and Service Management 2: 901–6.
  30. Xue, W. Peng, Z., Huang, D., Zeng, G.,Wan, J., Xu, R., Cheng, M., Zhang, C., Jiang, D., & Hu, Z. (2018) Nanoremediation of cadmium contaminated river sediments: Microbial response and organic carbon changes. Journal of Hazardous Materials, 359(February), pp. 290–299. doi: 10.1016/j.jhazmat.2018.07.062.
  31. Zhang, S. Wen, J., Hu, Y., Fang, Y., Zhang, H., Xing, L., Wang, Y., Zeng, G. (2019) Humic substances from green waste compost: An effective washing agent for heavy metal (Cd, Ni) removal from contaminated sediments. Journal of Hazardous Materials, 366, pp. 210–218. doi: 10.1016/j.jhazmat.2018.11.103.
  32. Zhang, Y. Labianca, C., Chen, L., De Gisi, S., Notarnicola, M., Guo, B., Sun, Jian., Ding, S., & Wang, L. (2021) Sustainable ex-situ remediation of contaminated sediment: A review. Environmental Pollution, 287(February), p. 117333. doi: 10.1016/j.envpol.2021.117333.
  33. Zhao, X. M. Yao, L. A., Ma, Q. L., Zhou, G. J., Wang, L., Fang, Q. L., & Xu, Z. C. (2018) Distribution and ecological risk assessment of cadmium in water and sediment in Longjiang River, China: Implication on water quality management after pollution accident. Chemosphere, 194, pp. 107–116. doi: 10.1016/ j.chemosphere. 2017.11.127.
محیط شناسی
دوره 48، شماره 3
آبان 1401
صفحه 419-437

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار